II. Truyền động bằng chất lỏng (dầu):
4.Điều hoà lực phanh và chống hãm cứng bánh xe.
a. Điều hoà lực phanh
Quá trình phanh xe dẫn tới hiện tợng tăng tải trọng tác dụng lên cầu trớc, giảm tải trọng ở cầu sau. Sự phân bố lực phanh cần thiết phải đảm bảo mối quan hệ giữa lực phanh sinh ra ở cơ cấu phanh và lực thẳng đứng tác dụng lên các bánh xe. Thực hiện đ ợc yêu cầu này sẽ nâng cao hiệu quả phanh, giảm mài mòn lốp, tăng khả năng điều khiển xe và nâng cao an toàn chuyển động. Bộ điều hoà lực phanh là một trong các kết cấu bố trí trên xe nhằm thực hiện mục đích này.
Ngày nay trên xe con sử dụng chủ yếu hai loại điều hoà lực phanh.
+ Điều hoà lực phanh bằng van hạn chế áp suất làm việc trên cơ sở của sự thay đổi áp suất sau xy lanh chính. Loại này có tên gọi là bộ điều hòa tĩnh.
+ Điều hoà lực phanh bằng van hạn chế áp suất làm việc trên cơ sở của sự thay đổi áp suất sau xy lanh chính và tải trọng tác dụng trên các bánh xe cuả các cầu, loại này có tên gọi là bộ điều hoà theo tải trọng.
*. Bộ điều hoà tĩnh
Bộ điều hoà tĩnh đợc lắp ngay trên xy lanh chính ở phần đầu của đờng dẫn dầu ra các cơ cấu phanh sau (hình 102).
Sơ đồ dẫn động phanh của hãng SKODA FAVORIT 136L trên hình 101. Bộ điều hoà tĩnh đợc đặt trên đờng ống nối ra cầu sau (ký hiệu số 4). Trên hệ thống dẫn động phanh kiểu K cần thiết có hai bộ điều hoà riêng biệt.
Cấu tạo của bộ điều hoà tĩnh SKODA FAVORIT 136L gồm: vỏ van 1, trong vỏ van có piston van 2 (hình 103). Piston có lỗ dầu thông qua. Một đầu piston có mặt vát tự tạo lên miệng van. Phía ngoài piston van có lò xo điều hoà 5, lò xo có xu h ớng đẩy piston về bên phải. Piston có diện tích mặt đầu bên phải lớn hơn bên trái theo h ớng đờng dầu (chiều mũi tên) lực tạo nên bởi áp suất dầu có xu hớng đẩy piston van về bên trái. Lò xo 6 đẩy đế van cao su tạo nên mặt tựa cố định.
94
Hình 102. Sơ đồ dẫn động phanh xe SKODA FAVORIT 136L
1.2. Các đờng ống đẫn động; 3. Xy lanh chính; 4. Các bộ điều hòa tĩnh; 5. Bộ cờng hóa lực phanh; 6.7. ống dẫn và van một chiều; 8. Cơ cấu phanh đĩa; 9. Cơ cấu phanh tang trống; 10.
Trên đế van 7 có lỗ để dầu thông qua, tạo áp lực cho mặt piston bên trái. Các đệm cao su 3, 4 làm nhiệm vụ bao kín đảm bảo tránh tổn thất áp lực dầu giữa hai mặt đầu piston.
Khi phanh, áp lực dầu tăng trên đờng ồng dầu (khoảng 30kG/cm2) lực tác dụng lên mặt bên phải lớn hơn, đẩy piston lùi về bên trái, đậy lỗ van và cắt đ ờng dầu cấp cho cơ cấu phanh về bánh xe sau. Khi tăng cao áp suất dầu, lực tác dụng mặt đầu bên phải tăng lên tạo nên khả năng mở van, để tăng áp suất dầu cho bánh xe sau. Sự đóng và mở liên tục của van tạo nên trạng cấp dầu nhấp nháy, nhằm giữ nguyên trạng thái phân bố tỉ lệ lực phanh giữa các bánh xe trớc và sau. Do vậy việc tăng lực phanh giữa hai cầu xe đ ợc giữ ở một giá trị tỷ lệ nhất định tuỳ thuộc diện tích mặt đầu của piston van. Khả năng hạn chế áp lực dầu phanh cho bánh xe sau đảm bảo phân bố gần đúng lực phanh tuỳ thuộc vào c - ờng độ phanh, do vậy giảm đợc hiện tợng bó cứng bánh xe sau, tăng khả năng nâng cao hiệu quả phanh và ổn định chuyển động của xe khi hoạt động ở tốc độ cao.
Bộ điều hoà tĩnh này có cấu tạo đơn giản, đợc lắp trên nhiều loại ôtô con hiện nay, nhng không đảm bảo hoàn toàn tránh hiện tợng trợt lết bánh xe sau.
* Bộ điều hoà theo tải trọng
Bộ điều hoà tĩnh chỉ có khả năng điều chỉnh áp lực dầu theo áp suất sau xy lanh chính, bởi vậy khi tải trọng trên các bánh xe sau thay đổi lớn thì áp suất dầu không thay đổi theo. Ngày nay nhiều xe bố trí ở cầu sau bộ điều hoà theo tải trọng có khả năng làm việc thích hợp hơn bộ điều hoà tĩnh.
Bộ điều hoà theo tải trọng đặt trên khung của phần cầu sau: Các giá trị của sự thay đổi lực thẳng đứng thể hiện qua biến dạng của bộ phận đàn hồi (hệ treo của bánh xe).
Sự tăng và giảm tải trọng tác dụng lên cầu sau dẫn tới làm giảm hoặc tăng khoảng cách giữa cầu xe hoặc bánh xe đối với khung xe và thể hiện bằng chuyển vị của thanh đàn hồi. Việc liên hệ giữa chuyển vị của bánh xe với khung xe, bố trí bộ điều hoà đ ợc thể hiện trên hình 104a. Cấu trúc của bộ điều hoà thể hiện trên hình 104b. Thanh đàn hồi 4 luôn luôn tựa vào piston 3 và dẫn động piston di chuyển trong vỏ bộ điều hoà. Cụm van 2 nằm ở phần trên có hai bề mặt có diện tích khác nhau. Dầu phanh đ a vào ở bên dới và đa ra ở phía trên của bộ điều hoà. áp lực chất lỏng tác dụng lên piston ở hai bề mặt là nh nhau, nhng lực tác dụng phụ thuộc vào diện tích. Sự thay đổi của lực do áp lực dầu tạo nên khả năng dịch chuyển piston, nhng lại phụ thuộc vào vị trí của piston (tức là phụ thuộc vào tải
Hình 103. Bộ điều tĩnh của xe SKODA FAVORIT 136L
1. Vỏ van; 2. Piston van; 3.4. Đệm làm kín; 5. Lò xo điều hòa; 6. Miếng đỡ đế van; 7. Đế van
dầu (cờng độ phanh) và tải trọng. Bộ điều hoà này làm việc thích hợp hơn bộ điều hoà tĩnh.
Trên xe LADA 2103, 2105 cũng có kết cấu t… ơng tự, mặt cắt cuả bộ điều hoà đợc thể hiện trên hình 105.
Vỏ bộ điều hoà cố định với khung nhờ hai bulông, trong vỏ đặt piston 10, piston thỡng xuyên tì vào thanh đàn hồi 1 và đ ợc dẫn hớng nhỡ vỏ 4. Phần trên của piston có dạng tán nấm. Bề mặt đỉnh có tiết diện tròn chịu áp suất của dầu, bề mặt d ới của tán nấm có tiết diện vành khăn chịu áp suất dầu, đồng thời là một phần của van. Vòng cao su 7 là đế van dầu có thể dịch chuyển trong xy lanh của vỏ van 4 nhờ vòng kim loại 3 và vòng tựa 8. Lò xò 9 luôn đẩy piston để mở thông đờng dầu ở trạng thái không phanh và tạo nên sự cân bằng lực nhằm đóng (ngắt) đờng dầu ra cầu sau. Vòng bao kín 3 làm nhiệm vụ chặn dầu và bao kín phần thân dới của piston. Nắp 6 bắt chặt với vỏ nhờ ren và bao kín dầu nhờ đệm đồng 5. Tán nấm của piston ngăn cách dầu ra làm 2 ngăn A và B. Khoang A thông với đờng dầu sau xy lanh chính, khoang B thông với đờng dầu ra cầu sau.
Khi không phanh tán nấm mở thông giữa khoang A và B, áp suất dầu rất nhỏ. Khi tăng áp suất dầu (khi phanh) tới một giá trị nhất định (15-25 kG/cm2) piston đi xuống, do cấu tạo các mặt có diện tích chịu áp suất khác nhau, ngắt đ ờng dầu ra cầu sau. Nếu tiếp tục tăng cờng độ phanh, áp suất bên dới tán tăng, lại làm mở đờng dầu ra cầu sau. Sự làm việc củapiston còn phụ thuộc vào lực tỳ của thanh đàn hồi vào piston (cả về vị trí và giá trị lực tỳ P) bởi vậy sự điều hoà áp suất còn tuỳ thuộc vào tải trọng thẳng đứng.
96
Hình 104. Bộ điều hoà lực phanh TOYOTA a. Kết cấu bên ngoài; b. Kết cấu bộ điều hoà
b. Bộ chống hãm cứng bánh xe.
ở những hệ thống phanh thông thờng khi phanh gấp sẽ xảy ra hiện tợng bó cứng bánh xe dẫn đến trợt lết bánh xe trên đờng làm mất tính ổn định chuyển động, giảm hiệu quả phanh, làm mài mòn lốp và nhất là dễ gây tai nạn trên đờng. Để tránh điều này mômen phanh ở từng bánh xe không đợc vợt quá giá trị mômen bám Mϕ của bánh xe với mặt đờng tránh cho bánh xe bị bó cứng.
Trong quá trình làm việc, lái xe không thể định lợng đợc lực tác động lên bàn đạp phanh, do đó trên nhiều xe hiện nay bố trí hệ thống tự động chống bó cứng bánh xe khi phanh. Khi có hệ thống này, mômen phanh dao động từ Mτmax (khi bắt đầu bó cứng) đến Mτmin (khi kết thúc bó cứng) với tần số 6 - 12Hz.
Sơ đồ nguyên lý của hệ thống thể hiện trên hình 105. Máy phát xoay chiều 2 quay cùng bánh xe và phát dòng điện. Qua bộ biến đổi 3 dòng điện vào cuộn dây của rơle và nạp cho tụ 5 đến điện áp của máy phát. Khi bánh xe bị trợt làm giảm tốc độ của máy phát và giảm dòng điện từ máy phát. Khi đó tụ 5 phóng điện qua cuộn dây rơle 6 và điện trở phụ 4, rơle làm việc và lõi thép 7 đóng tiếp điểm 8, khi đó van điện từ 9 nhận đợc tín hiệu và đóng bớt lại, giảm lợng dầu vào xilanh công tác làm cho mômen phanh tại bánh xe giảm, tránh cho bánh xe bị bó cứng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Theo sơ đồ nguyên lý trên, ngày nay ở nhiều xe ngời ta thay máy phát bằng cảm biến số vòng quay và tín hiệu từ cảm biến đợc trung tâm điện tử - máy tính sử lý và điều khiển thay đổi áp suất dầu tới các bánh xe để tránh cho bánh xe không bị bó cứng khi phanh.
Hình 106. Hệ thống chống hãm cứng bánh xe (ABS)
a. Sơ đồ nguyên lý. 1- bánh xe; 2- mấy phát (cảm biến tốc độ); 3- bộ biến đổi; 4- điện trở phụ; 5- tụ điện; 6- rơle; 7- lõi thép; 8- tiếp điểm; 9- van điện từ. b. Biểu đồ thay đổi mô men
Hình 105. Cấu tạo bộ điều hoà theo tải trọng của xe LADA 2103, 2105 A. Khoang chứa dầu
B. Khoang dầu ra
1- Thanh đàn hồi; 2- Vòng bao kín; 3- Vòng kim loại; 4- Vỏ bộ điều hòa; 5- Đệm kín dầu; 6- Nắp; 7- Vòng cao su; 8- Vòng tựa; 9- Lò xo tựa; 10- Piston
Trên hình 107 là sơ đồ thuỷ lực của hệ thống phanh ABS. Cơ cấu chấp hành là cụm kết cấu thuỷ lực phức tạp gồm bơm kép (hai piston bơm cho hai dòng), các bình tích năng và bình chứa dầu, các van thuỷ lực (ngăn kéo dầu) đợc điều khiển bằng điện, van làm chậm thời gian tác dụng của phanh trớc, các van một chiều,...
Hình 108 là sơ đồ điện của hệ thống phanh ABS. Khi phanh xe, bộ điều khiển ABS nhận tín hiệu từ bốn cảm biến tốc độ quay của bánh xe, nó thực hiện việc tính toán chế độ phanh (bằng ph- ơng pháp so sánh) để điều khiển chế độ làm việc của mô tơ bơm dầu và các van điện từ ở hai nhánh dầu bằng các xung làm áp suất dầu trong các nhánh dẫn tới bánh xe giảm, phanh nhả bớt làm giảm mô men phanh. Khi vận tốc lại đạt đến ngỡng, bộ điều khiển lại điều khiển van điện từ để bơm dầu đến các nhánh làm tăng áp suất dầu ở xilanh bánh xe, làm tăng mô men phanh. Quá trình cứ thế lặp lại với nhịp điệu khác nhau cho đến khi xe dừng hẳn.
98
Hình 107. Sơ đồ thuỷ lực của hệ thổng phanh ABS
1- bánh xe trớc; 2- tổng phanh; 3- buồng trợ lực chân không; 4- van một chiều; 5- van thuỷ lực điều khiển bằng điện; 6- bình chứa dầu; 7- bình tích năng; 8- bơm dầu; 9- van an toàn; 10- van làm chậm thời gian tác dụng phanh bánh trớc; 11- bộ chia dòng điều hoà lực phanh; 12- bánh xe sau; 13- cụm phanh đĩa.